relatório eletroquimica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO FBV | WYDEN 
 
RELATÓRIO DA PRÁTICA SOBRE ELETROFLOCULAÇÃO PARA 
TRATAMENTO DE EFLUENTES E LIMPEZA DE OBJETOS DE PRATA 
 
Égla S. Bezerra; Filipe R. Nascimento; Marília V. M. Vasconcelos; Rayane C. M. Joaquim. 
Eletroquímica Industrial – Profª. Priscyla L. Andrade 
 
RESUMO 
A eletroquímica é o ramo da química voltado para o estudo das reações que produzem corrente 
elétrica através de reações chamadas de oxidação e redução, bem como o estudo das reações 
que ocorrem por intermédio do fornecimento de corrente elétrica, conhecidas como eletrólise. 
O presente relatório teve como objetivo central compreender os conceitos de eletroquímica 
referente a eletrofloculação e eletrodeposição, e mais especificamente, realizar os processos de 
aglutinação de impurezas, por meio de oxirredução; e, de retirada de manchas de objetos de 
prata, retornando o seu brilho, através de uma reação de dupla troca. Para atingir estes objetivos, 
foi utilizada uma metodologia experimental, com a qual foi possível observar os resultados 
esperados, segundo consta a literatura específica. No experimento I, concluiu-se que quanto o 
maior valor de corrente elétrica aplicada em uma solução, maior será a eficiência do processo 
de eletrofloculação. No experimento II, os anéis de prata voltaram ao seu brilho original, 
comprovando a eficácia deste procedimento para a limpeza de objetos de prata. 
 
Palavras-chave: eletroquímica; eletrofloculação; limpeza de prata. 
 
INTRODUÇÃO 
A eletroquímica é o ramo da química voltado para o estudo das reações que produzem corrente 
elétrica através de reações chamadas de oxidação e redução, bem como o estudo das reações 
que ocorrem por intermédio do fornecimento de corrente elétrica, conhecidas como eletrólise. 
O emprego dessa área de conhecimento é de grande importância para atividades cotidianas da 
sociedade. Atualmente, esse ramo do conhecimento tem se mostrado de grande relevância para 
o tratamento de efluentes de indústrias, tratamento de metais desgastados e na produção de 
alumínio, cobre, dentre outros. 
A eletrofloculação é o processo eletrolítico que envolve a desestabilização de poluentes 
emulsificados, ou em suspensão em meio aquoso. Os materiais mais utilizados como ânodos de 
sacrifício são o ferro e o alumínio, devido ao seu baixo custo, disponibilidade e eficácia. O 
processo de eletrofloculação ocorre basicamente em três etapas. Na primeira etapa, o coagulante 
é gerado in situ pela oxidação de um ânodo metálico de sacrifício; logo que os respectivos 
cátions são gerados, estes reagem com moléculas de água para formação de hidróxidos e poli 
hidróxidos. Simultaneamente, tem-se a eletrólise da água e a formação de microbolhas de 
oxigênio (no ânodo) e hidrogênio (no cátodo) que carregarão, na última etapa, o material 
floculado para superfície (AQUINO NETO et al., 2011). 
A eletrofloculação apresenta algumas vantagens que torna o método eficiente no tratamento de 
efluentes. Entre algumas vantagens deste método destacam-se: requer equipamento simples e 
de fácil operação, onde a corrente e o potencial aplicado podem ser medidos e controlados de 
maneira automatizada; limita o uso de substâncias químicas, diminuindo o impacto causado por 
xenobióticos no ambiente natural; remove óleos e graxas, devido à facilidade de coagulação e 
flotação das moléculas desses compostos. Apesar de ser um método eficiente em diversos 
aspectos, deve-se levar em consideração suas limitações para que haja um entendimento prévio 
se é viável ou não adotar o método. Dentre as suas limitações destacam-se que os eletrodos 
precisam ser substituídos regularmente, caso sofram passivação ou desgaste; além disso, requer 
alta condutividade do efluente (CERQUEIRA; MARQUES; RUSSO, 2011). 
A eletrodeposição é um processo utilizado para realizar o recobrimento de peças através de um 
metal condutor ou outra substância, e isto ocorre por meio da emigração de partículas 
carregadas eletricamente através de uma solução aquosa iônica. A prata (Ag0) é considerada 
um metal nobre, com potencial de redução (E0) igual a + 0,799 V, portanto apresenta tendência 
a se manter na forma reduzida. Entretanto, quando exposta ao ambiente, em particular ao 
oxigênio do ar, a prata sofre oxidação, ou seja, perde elétrons, resultando em um Nox igual a 
+1. Em decorrência deste processo de oxidação, juntamente com a presença de íons sulfeto, a 
prata escurece. O método de recuperação da prata consiste da redução dos cátions, sem a 
retirada da camada oxidada, mantendo-se praticamente constante a quantidade de prata 
inicialmente contida no objeto. Esse método não tem um custo elevado, e considerado simples, 
visto que utilizando apenas água, sal e alumínio, pode-se fazer a prata recuperar os elétrons 
perdidos para o ambiente, e torna-la prata metálica novamente (Ag0) (CASTRO, 2012). 
O presente relatório teve como objetivo central compreender os conceitos de eletroquímica 
referente a eletrofloculação e eletrodeposição, e mais especificamente, realizar os processos de 
aglutinação de impurezas, por meio de oxirredução; e, de retirada de manchas de objetos de 
prata, retornando o seu brilho, através de uma reação de dupla troca. 
 
PARTE EXPERIMENTAL 
Materiais e Reagentes 
Para a realização destes experimentos, foram utilizados os seguintes materiais e reagentes: dois 
pregos; água destilada; sal (cloreto de sódio); corante alimentício; dois fios com garras do tipo 
“jacaré”; béqueres de 100 ml; funil; papel filtro; papel de alumínio; bicarbonato de sódio; peça 
de prata; e chapa aquecedora. 
 
Procedimento 
No experimento I – Eletrofloculação para tratamento de efluentes, foi pesado 100 mg de sal em 
um béquer e dissolvido em cerca de 30 ml de água. Em seguida, foram adicionadas três gotas 
do corante alimentício e homogeneizou-se a solução. Logo após, foi feita a conexão elétrica, 
onde os pregos foram conectados a um fio de cobre por meio das garras do tipo “jacaré”; estes, 
por sua vez, foram conectados a uma fonte de energia. Os pregos conectados foram 
mergulhados na solução preparada, de modo que mantivessem uma certa distância um do outro. 
Em seguida, a fonte foi ligada e aplicou-se uma corrente de 1,2 mA.cm-2. Esperou-se 30 
minutos. Após o tempo estabelecido, a solução foi filtrada, reservando o béquer que continha a 
substância filtrada. Em seguida, o procedimento foi repetido utilizando uma corrente de 4,8 
mA.cm-2. 
No experimento II – Limpeza de objetos de prata, adicionou-se duas espátulas de bicarbonato 
de sódio em um béquer, acrescentou-se alguns mililitros de água e agitou-se a mistura, com o 
intuito de formar uma solução supersaturada. Em seguida, a solução foi fervida, e adicionou-se 
uma peça de prata e a folha de alumínio. A solução foi mantida na chapa aquecedora, 
juntamente com a peça de prata e a folha de alumínio, até a formação de uma espuma. Após 
esta reação, o objeto de prata foi retirado, e foram feitas as devidas anotações. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Experimento I – Eletrofloculação para tratamento de efluente 
Após o tempo de 30 minutos, foi possível identificar, conforme as imagens abaixo, que nos dois 
casos, houve a reação entre os pregos e a solução, caracterizada pelo aparecimento de 
microbolhas na superfície dos pregos. Também se observou que após a filtração, a coloração 
das duas soluções se tornou mais límpida, destacando-se a solução que foi submetida a uma 
corrente maior (4,8 mA.cm-2), que passou da coloração verde para incolor. Dessa forma, pode-
se inferir que a aplicação de uma corrente elétrica maior, aumenta a eficiência deste processo. 
Fig. 1 – Solução no momento da aplicação de 
corrente de 1,2 mA.cm-2. 
 
 Fonte: Acervoautoral. 
Fig. 2 – Solução filtrada, após a aplicação da corrente 
de 1,2 mA.cm-2. 
 
 Fonte: Acervo autoral. 
 
Fig. 3 – Solução no momento da aplicação de 
corrente de 4,8 mA.cm-2. 
 
 Fonte: Acervo autoral. 
Fig. 4 – Solução filtrada, após a aplicação da corrente 
de 4,8 mA.cm-2. 
 
 Fonte: Acervo autoral. 
 
Os experimentos utilizados podem ter diversas aplicações nos mais variados segmentos da 
indústria. A eletrofloculação pode ser usada em vários tipos de efluentes como, por exemplo, o 
efluente de uma lavanderia industrial, que se descartado sem nenhum tratamento, pode ser 
tornar uma grande fonte poluidora ao meio ambiente. O estudo realizado pelos autores Ewerling 
e Dominguês (2014), demonstrou a eficiência deste método na remoção do fósforo e da turbidez 
dos efluentes, comparando a quantidade do efluente bruto e do efluente tratado. As tabelas 
abaixo apresentam os dados obtidos desta pesquisa. 
 
Tabela 1 – Comparativo dos teores de fósforo em efluentes brutos e tratados. 
Ensaios 
Média de Fósforo do 
Efluente Tratado 
(mg/L-1) 
Média de Fósforo 
do Efluente Bruto 
(mg/L-1) 
Eficiência na 
remoção de Fósforo 
(%) 
1 1,8 15,0 88,0 
2 0,2 15,0 98,6 
3 0,8 15,0 94,6 
4 0,3 15,0 98,0 
5 0,8 15,0 94,6 
6 0,2 15,0 98,6 
7 0,5 15,0 96,6 
8 0,3 15,0 98,0 
9 15,8 15,0 -5,3 
10 0,2 15,0 98,6 
11 0,6 15,0 96,00 
12 0,5 15,0 96,6 
 Fonte: Adaptado de Ewerling e Dominguês (2014). 
 
Experimento II – Limpeza de objetos de prata 
Durante este experimento, observou-se os seguintes resultados. 
 
Fig. 5 – Solução de bicarbonato de sódio sendo 
aquecida. 
 
 Fonte: Acervo autoral. 
Fig. 6 – Anéis de prata e um pedaço de folha de 
alumínio, em solução aquecida de bicarbonato de 
sódio. 
 
 Fonte: Acervo autoral. 
 
Após o aparecimento da espuma, como apresentado na Fig. 6, a os anéis de prata foram 
retirados, e verificou-se que ambos apresentaram um aspecto mais luminoso, comprovando-se 
assim a eficácia deste procedimento na limpeza de objetos de prata. 
No estudo realizado pelos autores Sartori, Batista e Fatibello-Filho (2008), utilizou-se uma 
solução de NaCl, na qual a peça de prata (brinco) foi exposta a essa solução, em conjunto com 
papel alumínio, possibilitando que a mesma voltasse a exibir seu brilho original, como mostrada 
na imagem a seguir. 
 
Fig. 7 – Brinco de prata, antes, com fina camada de sulfeto de prata (a); 
e após o processo de limpeza, com seu brilho original resgatado (b). 
 
 Fonte: Sartori, Batista e Fatibello-Filho (2008). 
 
CONCLUSÃO 
Após o término desta prática, conseguiu-se atingir os objetivos iniciais, encontrando resultados 
esperados, conforme apresenta a literatura específica. No experimento I, concluiu-se que quanto 
o maior valor de corrente elétrica aplicada em uma solução, maior será a eficiência do processo 
de eletrofloculação. No experimento II, os anéis de prata voltaram ao seu brilho original, 
comprovando a eficácia deste procedimento para a limpeza de objetos de prata. 
 
QUESTIONÁRIO 
Experimento I – Eletrofloculação para tratamento de efluente 
1) Quais as vantagens da eletrocoagulação? 
O processo de eletrofloculação consiste em levar até o efluente uma corrente elétrica ajustada, 
através de eletrodos metálicos, fazendo com que ocorram reações, onde o coagulante é gerado 
in loco por meio da oxidação eletrolítica do ânodo, obtendo-se assim o controle na liberação do 
agente coagulante formando flocos que irão flotar ou sedimentar. Dentre suas vantagens, pode-
se citar: eficiência imediata; baixa geração de lodo; área de implantação reduzida. 
 
2) Quais dificuldades serão encontradas para uma indústria se optar por este processo? 
As propriedades e características de resíduos industriais variam largamente de uma indústria 
para outra, e até mesmo da mesma indústria, dependendo extremamente da viabilidade de 
matéria-prima. As operações produzem residuais que contêm contaminantes orgânicos e 
inorgânicos solúveis, partículas coloidais e sólidos suspensos. Dependendo da operação, o grau 
de contaminação pode variar largamente entre baixo, médio ou alto. Sendo assim uma das 
maiores desvantagens é a substituição dos eletrodos com uma frequência maior, por se tratar da 
dimensão de um efluente industrial. 
 
3) O que se observou com a variação de corrente e temperatura? 
Foi possível observar que com o aumento da eficiência de corrente e da temperatura, houve 
uma maior destruição do filme de óxido na superfície do eletrodo. Quando a temperatura é 
muito alta, há uma contração dos grandes poros, resultando em flocos mais compactos, que são 
mais facilmente depositados na superfície do eletrodo. Altas temperaturas aumentam a 
atividade das moléculas, contribuindo para o acréscimo da eficiência de remoção, causado pelo 
aumento da movimentação dos íons produzidos. Há também um aumento de temperatura, no 
período de aplicação do eletrofloculação, sendo ocasionado pelo efeito Joule. 
 
Experimento II – Limpeza de objetos de prata 
1) Demostre a reação que acontece. 
As equações abaixo mostram as semi-reações de redução do sulfeto de prata, Ag2S(s), e de 
oxidação do alumínio metálico, Al(s), além da reação global, que representa o processo de 
limpeza do objeto de prata. 
 
Semi-reações: Ag2S(s) + 2e
- ↔ 2 Ag(s) + S2-(aq) 
Al(s) ↔ Al3+(aq) + 3 e- 
Reação global: 3 Ag2S(s) + 2 Al(s) ↔ 6 Ag(s) + 2 Al3+(aq) + 3 S2-(aq) 
 
Nesta reação, o sulfeto de prata, Ag2S(s), é o agente oxidante, pois ele oxida o alumínio metálico, 
Al(s), de 0 para +3. Enquanto que o alumínio metálico, Al(s), é o agente redutor, responsável por 
reduzir a Ag+(aq) no sulfeto de prata, Ag2S(s), de +1 para 0. Haverá oxidação do Al(s) com 
liberação de íons Al3+(aq) na solução, e migração dos elétrons em direção à superfície do objeto 
de prata, no qual a Ag+(aq) é reduzida a Ag(s), liberando S
2-
(aq), que se hidrolisa em duas etapas, 
apresentadas a seguir. 
S2-(aq) + H2O(l) ↔ HS-(aq) + OH-(aq) 
HS-(aq) + H2O(l) ↔ H2S(aq) + OH-(aq) 
 
Com essa reação, forma-se H2S(aq), que é liberado da solução na forma gasosa, H2S(g), deixando 
o ambiente com odor desagradável. 
 
REFERÊNCIAS 
AQUINO NETO, S. et al. Tratamento de Resíduos de Corante por Eletrofloculação: Um 
Experimento para Cursos de Graduação em Química. Química Nova, v. 34, n. 8, p. 1468-
1471, 2011. Disponível em: 
<http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol34No8_1468_29-ED10707.pdf>. Acesso 
em: 16 nov. 2019. 
 
CASTRO, J. O estudo da oxidação e recuperação de objetos de prata: O Desconhecimento 
geral da população. Congresso Brasileiro de Química, 2012. Disponível em: 
<http://www.abq.org.br/cbq/2012/trabalhos/14/545-14207.html>. Acesso em: 15 nov. 2019. 
 
CERQUEIRA, A. A.; MARQUES, M. R. C.; RUSSO, C. Aplicação do processo eletrolítico 
em corrente alternada no tratamento de água de produção. Química Nova, v. 34, n. 1, p. 59-
63. São Paulo, 2011. 
 
EWERLING, A.; DOMINGUÊS, M. D. A. Eficiência do processo de eletrofloculação no 
tratamento do efluente de uma lavanderia industrial. Medianeira: UTFPR, 2014. Disponível 
em:<http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/5516/1/MD_COGEA_2014_2_09.p
df>. Acesso em: 17 nov. 2019. 
 
SARTORI, Elen; BATISTA, Érica Ferreira; FATIBELLO-FILHO, Orlando. Escurecimento e 
limpeza de objetos de prata. Química nova na escola, 2008. Disponível em: 
<http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc30/11-EEQ-4407.pdf>. Acesso em: 17 nov. 2019.